有源泄放器、有源泄放方法及应用有源泄放器的电源设备的制作方法
【专利摘要】根据本发明的示例性实施例的有源泄放器包括连接到输入电压上的泄放开关，以及有源泄放控制器，所述有源泄放控制器根据对产生所述输入电压的周期进行计数的结果来产生泄放参考电压，并且根据所述泄放参考电压泄放检测电压之间的比较结果来开关所述泄放开关，其中所述泄放检测电压与流向所述泄放开关的电流相对应。
【专利说明】有源泄放器、有源泄放方法及应用有源泄放器的电源设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及有源泄放器、有源泄放方法以及应用该有源泄放器的电源。
【背景技术】
[0002]交流输入的正弦波的每个循环期(cycle)以一衰减角度经过双向晶闸管衰减器(triac dimmer) ?为了将双向晶闸管衰减器维持在导通状态,流过衰减器的电流应当大于预定的保持电流。
[0003]当流过衰减器的电流低于保持电流时,衰减器被关断。在下文中，流过衰减器的电流被称为输入电流。当输入电流反复地高于或者低于保持电流时，衰减器反复地导通或者关断，由此引起闪烁。当衰减角度较小时，向电源提供输入电压的周期很短暂。那么，向电源提供的电流就会不足，从而可能发生闪烁。
[0004]为了防止闪烁的发生，使用泄放器来将输入电流维持在保持电流之上。典型的泄放器对经过整流电流的输入电压进行检测，并且当输入电压低于预定参考值的时候确定输入电流低于保持电流。当确定了输入电流低于保持电流的时候，泄放器产生一电流以对两个电流之差进行补偿。
[0005]由泄放器产生的电流并不是通过变化来对两个电流之差进行补偿的电流，而是恒定电流。因此，不必要地消耗了补偿两个电流之差后剩余的电流量那么多的能量。由于能量消耗的增大，泄放器的工作温度也就升高了。
[0006]在此【背景技术】部分所公开的上述信息仅仅是为了增进对本发明的【背景技术】的理解，因此其可能包含有这样的信息，该信息并不构成本领域的一般技术人员在这个国家所知的现有技术。
【发明内容】
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[0007]本发明试图提供一种用于减小由流向泄放器的电流所引起的多余的能量消耗的有源泄放方法。
[0008]根据本发明的示例性实施例的有源泄放方法控制输入电流中的泄放电流。所述有源泄放方法包括利用辅助电压(该辅助电压为辅助线圈两端之间的电压)对产生输入电压的周期进行计数，以及根据泄放参考电压(其取决于计数结果的)和泄放检测电压(其与流向泄放开关的电流相对应)之间的比较结果来开关泄放开关。
[0009]根据本发明的示例性实施例的连接到电源的输入电压上的有源泄放器包括泄放开关以及有源泄放控制器，所述泄放开关连接到所述输入电压上，所述有源泄放控制器根据对产生输入电压的周期进行计数的结果来产生泄放参考电压，并且所述有源泄放控制器根据泄放参考电压与泄放检测电压之间的比较结果来开关所述泄放开关，其中所述泄放检测电压与流向所述泄放开关的电流相对应。
[0010]有源泄放器包括:连接到输入电压和泄放开关的第一电极上的第一电阻器、连接到泄放开关的第二电极和地之间的第二电阻器、以及第一端接地的第三电阻器。第三电阻器的第二端处的电压是泄放检测电压。
[0011]有源泄放控制器利用检测电压对所述产生输入电压的周期进行计数，所述检测电压对应于辅助线圈的两侧端上的辅助电压，所述辅助线圈以预定匝数比耦合到次级线圈上，所述第二线圈连接到电源的输出电压上。
[0012]有源泄放控制器利用源电流来产生输入检测电压，所述源电流被产生用来将检测电压维持为预定的箝位电压，所述有源泄放控制器对采样电压与预定的第一参考电压之间的比较结果进行计数，并确定与比较结果相对应的泄放参考电压，其中所述采样电压是通过对输入检测电压进行采样而产生的。
[0013]有源泄放控制器可以包括箝位电路，当检测电压低于预定的箝位电压时所述箝位电路向一节点提供源电流在辅助线圈的两侧端之间串联的第一检测电阻器和第二检测电阻器相连接在所述节点处。
[0014]箝位电路包括:双极结型晶体管(BJT)，所述BJT包括连接到所述节点处的第一电极；二极管，所述二极管连接到所述BJT的控制电极和地之间；以及第四电阻器，所述第四电阻器连接到所述BJT的所述控制电极和预定电压之间。当BJT被泄放检测电压导通时，源电流流过BJT。
[0015]有源泄放控制器通过使镜像电流流向检测电阻器来产生输入检测电压，所述镜像电流是通过对所述源电流进行镜像来产生的。
[0016]有源泄放控制器可以包括采样/保持单元，所述采样/保持单元通过以预定采样循环期对输入检测电压进行采样和保持来产生采样电压。
[0017]有源泄放控制器可以包括比较器和计数器，所述比较器将输入检测电压和第一参考电压进行比较，所述计数器对比较器的输出具有第一电平的周期进行计数。
[0018]有源泄放控制器可以包括数模转换器(DAC)，所述DAC通过将与计数结果对应的数字计数信号转换为模拟信号来产生泄放参考电压，并且当计数信号高于预定参考值时所述DAC产生具有取决于计数信号的电平的泄放参考电压。
[0019]当计数信号低于预定参考值时，DAC产生具有最小电平的泄放参考电压。
[0020]有源泄放控制器可以包括比较单元，所述比较单元根据泄放参考电压与电流检测电压之间的比较结果来产生泄放控制信号，其中所述电流检测电压与所述泄放检测电压相对应。泄放开关根据泄放控制信号执行开关操作。
[0021]比较单元可以包括第五电阻器、第六电阻器和比较器，所述第五电阻器包括有与预定电平电压相连接的第一端，所述第六电阻器包括有施加了泄放检测电压的第一端和连接到第五电阻器的第二端上的第二端，所述比较器根据电流检测电压与泄放参考电压之间的比较结果来产生泄放控制信号，所述电流检测电压为连接有第五电阻器和第六电阻器的节点处的电压。
[0022]电流检测电压被输入到比较器的非反向端，泄放参考电压被输入到比较器的反向端，并且连接到第五电阻器的第一端和第六电阻器的第一端处的预定电平电压被设为防止电流检测电压变为负电压的值。
[0023]根据本发明的示例性实施例的有源泄放方法对连接到一输入电压的泄放开关进行控制，该输入电压从交流(AC)输入整流而来。该有源泄放方法包括:利用辅助电压(所述辅助电压为辅助线圈的两端的电压)对产生输入电压的周期进行计数；以及根据取决于计数结果的泄放参考电压与泄放检测电压之间的比较结果来开关泄放开关，其中所述泄放检测电压与流向所述泄放开关的电流相对应。所述辅助线圈以预定匝数比与第二线圈相耦合，所述第二线圈连接到电源的输出电压上，所述电源连接到所述输入电压上。
[0024]所述计数包括提供源电流以将检测电压维持为预定的箝位电压，所述检测电压与辅助线圈的两侧端的辅助电压相对应。
[0025]有源泄放方法进一步包括:当计数结果大于预定参考值时，将计数结果转换为泄放参考电压。
[0026]有源泄放方法进一步包括:当计数结果小于预定参考值时，输出最小电平的泄放参考电压。
[0027]根据本发明的示例性实施例的电源包括:第一线圈，所述第一线圈包括有连接到输入电压上的第一端；电源开关，所述电源开关连接到所述第一线圈的第二端处；第二线圈，所述第二线圈连接到输出电压上；辅助线圈，所述辅助线圈以预定匝数比与所述第二线圈相耦合；以及有源泄放器，所述有源泄放器利用所述辅助线圈中产生的辅助电压来对产生所述输入电压的周期进行计数，并且所述有源泄放器根据计数结果被使能或去使能。
[0028]有源泄放器包括泄放开关和有源泄放控制器，所述泄放开关连接到输入电压上，所述有源泄放控制器根据计数结果产生泄放参考电压，并且根据所述泄放参考电压与所述泄放检测电压之间的比较结果来开关所述泄放开关，其中所述泄放检测电压与流向所述泄放开关的电流相对应。
[0029]有源泄放控制器利用源电流来产生输入检测电压，所述源电流被产生用来将与辅助电压相对应的检测电压维持为预定的箝位电压，并且所述有源泄放控制器对采样电压(采样电压是通过对输入检测电压进行采样而产生的)与预定的第一参考电压之间的比较结果进行计数，并且对采样电压与第一参考电压之间的比较结果进行计数的结果与产生所述输入电压的周期的计数结果相对应。
[0030]有源泄放控制器通过以预定采样循环期对输入检测电压进行采样和保持来产生米样电压。
[0031]根据本发明的这些示例性实施例，有源泄放方法能够减小由流向泄放器的电流所引起的多余能量消耗。
【专利附图】
【附图说明】[0032]图1示出了根据本发明的示例性实施例的应用了有源泄放器和有源泄放控制器的电源；[0033]图2示出了根据本发明的示例性实施例的有源泄放控制器；[0034]图3详细示出了根据本发明的示例性实施例的有源泄放控制器。[0035]符号说明:[0036]电源 I[0037]衰减器 2[0038]整流电路 3[0039]有源泄放器 4[0040]开关控制电路 5[0041]泄放控制器6[0042]输入电容器Cl[0043]输出电容器COUT[0044]电源开关Ml[0045]泄放开关M2[0046]第一线圈COl[0047]第二线圈C02[0048]辅助线圈C03[0049]双极结型晶体管(BJT)Ql[0050]整流二极管Dl[0051]电阻器R1-R6[0052]二极管D2[0053]泄放检测引脚Pl[0054]控制引脚P2[0055]栅极引脚P3[0056]检测引脚P4[0057]比较器10[0058]保持电流管理单元20[0059]箝位电路200[0060]电流镜像电路210[0061]采样/保持单元220[0062]比较器230、100[0063]计数器240[0064]数模转换器(DAC)250[0065]检测电阻器RS[0066]第一电流源211[0067]第二电流源212
【具体实施方式】
[0068]在以下详细说明中，仅仅通过实例说明的方式对本发明的某些示例性实施例进行了解释和说明。正如本领域的技术人员所知道的，可以利用不同的方式对所说明的实施例进行修改，这些方式都在本发明的精神或范围内。因此，附图和说明事实上是说明性的而非限制性的。相似的数字在整个说明书中表示相似的元件。
[0069]在整个说明书以及权利要求书中，当描述元件“连接(coupled)”到另一元件上的时候，该元件可能“直接连接(directly coupled) ”到另一元件上或者通过第三方元件“电连接(electrically coupled) ”到另一元件上。另外，除非做明确相反的描述,词语“包括(comprise)”及其变形(如“包括了 ”或“包括有”)理解为意指包含所陈述的元件在内但并不排除其他元件。
[0070]当电源连接到衰减器上时，通过对经过衰减器的交流(AC)输入进行整流来产生该电源的输入电压。当该电源没有连接到该衰减器上时，通过对AC输入进行整流来产生该电源的输入电压。
[0071]当没有衰减器或者衰减角度具有最大角度时，根据本发明的示例性实施例的有源泄放器控制装置(在下文中为有源泄放控制器)通过去使能有源泄放器来阻断泄放器电流。否则，有源泄放控制器使能该有源泄放器。之后，控制输入电流高于保持电流。
[0072]正如之前所述，产生泄放器电流以解决由用于产生输入电压的短周期所引起的问题，并且当没有衰减器或者衰减角度具有最大角度时输入电压变得足够的时候不需要泄放器电流。
[0073]有源泄放控制器检测输入电压，并且当输入电压足够大时，有源泄放控制器通过将保持电流设置得较低来阻断泄放器电流。
[0074]在下文中，将参考图1到图3对根据本发明的示例性实施例的有源泄放方法进行说明。
[0075]图1示出了根据本发明的示例性实施例的应用了有源泄放器和有源泄放控制器的电源。
[0076]电源I利用交流输入AC向负载提供能量。根据本发明的示例性实施例的电源I包括开关式电源(SMPS, switch mode power supply)。在图1中，以输入电压Vin为输入的输入电容器Cl、第一线圈C01、第二线圈C02、电源开关Ml、整流二极管Dl和输出电容器COUT是SMPS的各部分。
[0077]进一步地，尽管在图1中示出了电源I包括衰减器2，但是本发明并不以此为限制。电源I可以不包括衰减器2。
[0078]经过衰减器2的交流输入AC被整流电路3进行全波整流并且然后产生成为输入电压Vin。经过衰减器2的交流输入AC是根据衰减器2的衰减角度来确定的。例如，当衰减角度较大时经过衰减器2的交流输入AC增大，以及当衰减角度增大至最大时经过衰减器2的交流输入AC达到最大。
[0079]输入电流I in流过整流电路3，并且对应于流向有源泄放器4的泄放电流IBL和提供给SMPS的电流Ip之和。当输入电压Vin减小时提供给SMPS的电流Ip也减小。在这样的条件下，增大流向有源泄放器4的泄放器电流IBL以将输入电流Iin维持在至少为保持电流的大小。
[0080]当增大输入电压Vin时，提供给SMPS的电流Ip也被增大并且输入电流Iin可能高于保持电流。在这样的条件下，有源泄放器4被去使能并因此泄放器电流IBL不再流动。正如所说明的，根据保持电流来改变有源泄放器4的工作条件。
[0081]在根据本发明的示例性实施例中，当衰减器2的衰减角度足够大或者没有衰减器的时候，改变与保持电流相对应的泄放参考电压来控制有源泄放器4的工作。将在之后参考图2和图3对此进行说明。
[0082]整流电路3的第一输出端连接到输入电容器Cl和第一线圈COl上，并且整流电路3的第二输出端通过电阻器R3接地。当有源泄放器4处于使能状态时，泄放电流IBL流向整流电路3并且第一节点NI处的电压低于地电压。在下文中，第一节点NI处的电压被称为泄放检测电压BS。因此，通过检测引脚Pl输入的泄放检测电压BS为负电压。
[0083]当衰减角度大于预定参考角度时(或者，当没有衰减器时)，去使能有源泄放器4。更加详细地，有源泄放器4的泄放开关M2关断。有源泄放器4包括三个电阻器R1、R2和R3以及泄放开关M2。
[0084]电阻器Rl的第一端连接到输入电压Vin上，并且泄放开关M2的漏极连接到电阻器Rl的第二端上。电阻器R2连接到泄放开关M2的源极与地之间。电阻器R3包括接地的
第一端和连接到第一节点NI的第二端。
[0085]泄放开关M2的栅极连接到控制引脚P2上，且泄放控制信号BG被传递到栅极上。当有源泄放器4处于使能状态时，利用高电平泄放控制信号BG导通泄放开关M2。当有源泄放器4处于去使能状态时，利用低电平泄放控制信号BG关断泄放开关M2。
[0086]输入电容器Cl使得输入电压Vin变得平滑。
[0087]放置在电源I的初级侧的第一线圈COl的第一端连接到输入电容器Cl上，并且输入电压Vin被提供给该第一端。第一线圈COl的第二端连接到电源开关Ml上。辅助线圈C03的匝数Na与第一线圈COl的匝数Np之间的匝数比(Na/Np)被称为wnl。辅助线圈C03和第一线圈COl以阻数比wnl相f禹合。
[0088]放置在电源I的次级侧的第二线圈C02通过整流二极管Dl连接到输出电容器COUT上，并且辅助线圈C03的匝数Na与第二线圈C02的匝数Ns的匝数比(Na/Ns)被称为wn2。辅助线圈C03和第二线圈C02以匝数比wn2相耦合。
[0089]整流二极管Dl包括连接到第二线圈C02的第一端上的正极以及连接到输出电容器COUT的第二端上的负极。经过整流二极管Dl的电流对输出电容器COUT进行充电并且输出电容器COUT上维持输出电压VOUT。
[0090]第二节点N2处的电压被称为检测电压VS，所述第二节点N2处连接有串联在辅助线圈C03的两侧端之间的第一检测电阻器RVSl和第二检测电阻器RVS2。第二节点N2连接到检测引脚P4上。
[0091 ] 开关控制电路5包括泄放检测引脚Pl、泄放检测引脚P2、栅极引脚P3和检测弓丨脚P4。栅极引脚P3连接到电源开关Ml的栅极上。
[0092]在下文中，将参考图2对泄放控制器6进行更加详细的说明。在本发明的示例性实施例中，泄放控制器6包括在开关控制电路5中，但是本发明并不以此为限制。
[0093]图2示出了根据本发明的示例性实施例的泄放控制器。
[0094]根据图2中所示，泄放控制器6包括比较器10和保持电流管理单元20。
[0095]保持电流管理单元20利用检测电压VS对产生输入电压Vin的周期进行计数，并且将依赖于计数结果的泄放参考电压Vbref传递到比较器10。在此情况下，泄放参考电压Vbref是与保持电流对应的电压，并且保持电流管理单元20能够通过改变泄放参考电压Vbref来改变保持电流。
[0096]比较器10将泄放参考电压Vbref与泄放检测电压BS进行比较，并根据比较结果产生泄放控制信号BG。
[0097]例如，由于泄放检测电压BS是负电压，所以泄放参考电压Vbref可以设置为负电压。在负电压上，相对高的电压具有小的绝对值而相对低的电压具有大的绝对值。
[0098]随着泄放电流IBL增大，泄放检测电压BS减小(即，绝对值增大)，并且随着泄放电流IBL减小，泄放检测电压BS增大(S卩，绝对值减小)。
[0099]当为负电压的泄放检测信号BS高于泄放参考电压Vbref时，泄放电流比较器10产生关断泄放开关M2的泄放控制信号BG，并且当泄放检测电压BS低于泄放参考电压Vbref时，产生导通泄放开关M2的泄放控制信号BG。
[0100]如图1中所示，泄放开关M2由η沟道型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)实现，因此，泄放开关由高电平泄放控制信号BG导通并且由低电平泄放控制信号BG关断。
[0101]正如所说明的那样，当高于保持电流的电流流向SMPS时不产生泄放电流IBL，因此可以减小能量消耗。
[0102]图3详细示出了根据本发明的示例性实施例的泄放控制器。
[0103]如图3中所示，保持电流管理单元20包括箝位电路200、电流镜像电路210、采样/保持单元220、比较器230、计数器240、数模转换器(在下文中，称为DAC) 250以及检测电阻器RS。
[0104]箝位电路200将电源开关Ml的导通周期期间产生的检测电压VS箝位在一预定电压(例如，0V)。在箝位操作期间，将源电流ISl提供给辅助线圈C03。箝位电路200包括电阻器R4、二极管D2和BJT Ql。
[0105]更详细地，在电源开关Ml的导通周期期间，第一线圈COl上的电压变为输入电压Vin，且通过将匝数比wnl与输入电压Vin相乘得到的负电压(-wnlXVin)被产生成为附加线圈C03上的电压VA(在下文中，被称为辅助电压)。
[0106]在电源开关Ml导通周期期间，辅助电压VA为负电压并且源电流ISl通过箝位电路200流向辅助线圈C03。在此情况下，连接到箝位电路200上的第二节点N2等于二极管D2的负极电位。因此，检测电压VS被箝位在零电压。
[0107]在交流输入AC中，由衰减器2锐化的部分(即，不包括在衰减角度内的部分)具有为零电压的输入电压Vin。因为即使电源开关Ml导通但该部分的辅电压VA仍然为零电压，所以不产生从箝位电路200流向辅助线圈C03的电流。
[0108]当电源开关Ml关断时，第二线圈C02上的电压是输出电压V0UT。辅助电压VA变为通过将匝数比wn2与第二线圈C02上的电压相乘得到的正电压。于是，不产生从第二节点N2流向辅助线圈C03的电流。也就是说，源电流ISl不流动。
[0109]正如所说明的，当辅助电压VA为零电压或正电压时，箝位电路200没有被操作并且源电流ISl不流动。根据本发明的示例性实施例产生源电流ISl的周期即是存在输入电压Vin以及电源开关Ml导通的周期。正如所说明的，在箝位电路200的箝位操作期间产生的源电流ISl取决于辅助电压VA，并且电源开关Ml导通周期期间的辅助电压VA取决于输入电压Vin，因此源电流ISl取决于输入电压Vin。
[0110]电阻器R4包括以电压VCCl为输入的第一端和连接到BJT Ql的基极上的第二端。二极管D2的正极连接到BJT Ql的基极上且二极管D2的负极接地。BJT Ql的一接头连接到电流镜像电路210上并且BJT Ql的发射极连接到第二节点N2处。
[0111]BJT Ql的基极上的电压被维持为二极管D2的阈值电压(例如，0.7V)，且BJT Ql的阈值电压被设置为与二极管D2的电压相同。在电源开关Ml的导通周期期间，产生流向BJT Ql的源电流IS1，并且在此情况下，BJT Ql的发射极电压是通过BJT Ql基极电压减去阈值电压得到的电压，因此检测电压VS被维持为零电压。
[0112]电流镜像电路210通过将流向箝位电路200的源电流ISl进行镜像来产生镜像电流IS2。电流镜像电路210包括第一电流源211和第二电流源212。[0113]第一电流源211连接到电压VCC2与BJT Ql之间，且利用电压VCC2的电压源向箝位电路200提供源电流ISl。第二电流源212连接到电压VCC2上，且第二电流源212利用电压VCC2通过对源电流ISl进行镜像来产生镜像电流IS2。在本发明的示例性实施例中，源电流ISl被设为与镜像电流IS2相等。
[0114]镜像电流IS2流向检测电阻器RS并因此产生输入检测电压VINS。
[0115]采样/保持单元220通过对电源开关Ml的每个开关循环期的输入检测电压VINS进行采样来产生采样电压VSA并且保持采样电压VSA。例如，采样/保持单元220在电源开关Ml的导通周期期间产生采样电压VSA并在电源开关Ml的下一个导通周期到来之前保持采样电压VSA。
[0116]比较器230根据采样电压VSA与参考电压VREF之间的比较结果产生输入探测电压VIND。参考电压VREF为一被设为对输入电压Vin的存在周期进行检测的电压，并且参考电压VREF可能低到接近于零电压。
[0117]例如，比较器230包括以采样电压VSA作为输入的非反向端⑴和以参考电压VREF作为输入的反向端(_)，并且当非反向端(+)的输入高于反向端(_)的输入时比较器230产生高电平输入探测信号VIND，以及当非反向端(+)的输入低于反向端(_)的输入时比较器230产生低电平输入探测信号VIND。当存在输入电压Vin时输入探测信号VIND维持在高电平。
[0118]计数器240对输入探测信号VIND的高电平周期进行计数。另外，计数器240的输出是计数结果，也就是计数信号TD0N。计数信号TDON是数字信号，所述数字信号指示了产生输入电压Vin的周期。
[0119]DAC250根据计数信号TDON产生泄放参考电压Vbref。当计数信号TDON低于预定参考值时，DAC250将计数信号TDON转换为具有第一电平的泄放参考电压Vbref，并且当计数信号TDON高于预定参考值时，DAC250转换泄放参考电压Vbref，该泄放参考电压Vbref的电平取决于计数信号TD0N。
[0120]如图3所示，当计数信号TDON低于预定参考值TTH时，DAC250输出0.5V而不考虑计数信号TD0N。当计数信号TDON高于参考值TTH时，DAC250通过对计数信号TDON进行转换来产生泄放参考电压Vbref。
[0121]更加详细地，当计数信号TDON高于参考值TTH时，DAC250根据预定斜率将计数信号TDON转换为泄放参考电压Vbref。泄放参考电压Vbref是比较器100的反向端(-)的输入。
[0122]当电流检测电压VR3(即节点N3处的电压)高于泄放参考电压Vbref时，比较器100产生导通泄放开关M2的高电平泄放控制信号BG。当电流检测电压VR3低于泄放参考电压Vbref时，比较器100产生关断泄放开关M2的低电平泄放控制信号BG。
[0123]比较单元10包括两个电阻器R5和R6以及比较器100。当非反向端⑴的输入高于反向端㈠的输入时，比较器100产生高电平泄放控制信号BG，并且当非反向端(+)的输入低于反向端㈠的输入时，比较器100产生低电平泄放控制信号BG。
[0124]连接有电阻器R5和电阻器R6的节点N3通过电阻器R6连接到泄放引脚Pl上。因此，节点N3处的电压(在下文中，称为电流检测电压)VR3是通过将由电阻器R5和电阻器R6对电压VR2和泄放检测电压BS 二者的差进行分压得到的电压与泄放检测电压BS相加得到。这如下面的等式I所示。
[0125][等式I]
[0126]VR3 = (VR2-BS) X (R6 + (R5+R6)) +BS
[0127]= (VR2XR6+BSXR5) + (R5+R6)
[0128]通过使用两个电阻器R5和R6以及电压VR2，能够防止比较器100的非反向端⑴的输入被设为负电压。从电路的角度可能很难实现对负电压电路进行比较的比较器。为此，在本发明的示例性实施例中，两个电阻器R5和R6以及电压VR2被用来根据泄放检测电压BS产生正电压。
[0129]例如，电压VR2为IV，且电阻器R5和电阻器R6的比例为I ;2。在此情况下，当泄放检测电压BS为-0.5V时，根据比例(即1: 2)对电压VR2与泄放检测电压BS之间的电压差(即，1.5V)进行分压得到的电压(即，IV)被加到泄放检测电压BS上从而得到电流检测电压VR3。也就是说，电流检测电压VR3为0.5V。
[0130]当电流检测电压VR3高于泄放参考电压Vbref时，比较器100导通泄放开关。于是，泄放电流IBL流动，从而使得泄放检测电压BS减小，因此电流检测电压VR3也减小了。当电流检测电压VR3低于泄放参考电压Vbref时，比较器100关断泄放开关。于是，泄放电流IBL被阻断，从而使得泄放检测电压BS增大，因此电流检测电压VR3也增大了。
[0131]也就是说，比较器100控制泄放开关M2以维持电流检测电压VR3与泄放参考电压Vbref 一致。例如，当泄放参考电压Vbref为0.5V时，比较器100对泄放开关M2的开关操作进行控制以将电流检测电压VR3维持在0.5V。
[0132]例如，当泄放检测电压BS变为-1V时，电流检测电压VR3变为1/3V(近似为
0.33V)。那么，比较器100产生低电平泄放控制信号BG并且泄放开关M2被关断。也就是说，当由于泄放电流IBL使得输入电流超过保持电流时，比较器100关断泄放开关M2。
[0133]当泄放检测电压BS变为-0.1V时，电流检测电压VR3近似地变为0.63V。那么，比较器100产生高电平泄放控制信号BG并且泄放开关M2被导通。也就是说，泄放开关M2导通以通过提供泄放电流IBL将输入电流Iin维持成至少为保持电流。
[0134]在本发明的示例性实施例中，当对产生输入电压Vin的周期进行计数的计数信号TDON低于参考值TTH时，泄放参考电压Vbref被维持为最小值(例如，0.5V)。
[0135]然而，正如之前所述，当没有衰减器或者衰减角度足够大时，不需要通过将泄放电流减到最小来减少能量消耗。当没有衰减器或者衰减角度足够大时，计数信号TDON具有很高的值。
[0136]由于DAC250根据预定斜率将计数信号TDON转换为泄放参考电压Vbref，所以泄放参考电压Vbref随着计数信号TDON的增大而增大。也就是说，随着输入电压的产生周期增大，泄放参考电压Vbref也增大以将泄放电流减到最小。
[0137]例如，当泄放参考电压Vbref为0.7V且泄放检测电压BS为-0.1V时，泄放开关M2被关断，因为电流电测电压VR3低于泄放参考电压Vbref。
[0138]正如所述的那样，当根据输入电压的产生周期对与保持电流对应的泄放参考电压Vbref进行控制时，泄放开关M2的导通周期缩短，由此减少泄放开关M2的能量消耗。
[0139]当联系目前被视为实际的示例性实施例对本发明进行说明时，应当理解本发明并不限制于所公开的各个实施例，而相反地，本发明意在包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等价布置。
【权利要求】
1.一种有源泄放器，其连接到电源的输入电压上，该有源泄放器包括:泄放开关，所述泄放开关连接到所述输入电压上；以及有源泄放控制器，所述有源泄放控制器根据对产生所述输入电压的周期进行计数的结果来产生泄放参考电压，并且根据所述泄放参考电压与泄放检测电压之间的比较结果来开关所述泄放开关，其中所述泄放检测电压与流向所述泄放开关的电流相对应。
2.根据权利要求1所述的有源泄放器，进一步包括:第一电阻器，所述第一电阻器连接到所述输入电压以及所述泄放开关的第一电极上；第二电阻器，所述第二电阻器连接到所述泄放开关的第二电极和地之间；以及第三电阻器，所述第三电阻器的第一端接地，其中，所述第三电阻器的第二端上的电压为所述泄放检测电压。
3.根据权利要求1所述的有源泄放器，其中，所述有源泄放控制器利用与辅助线圈的两侧端的辅助电压相对应的检测电压来对所述产生输入电压的周期进行计数，所述辅助线圈以预定匝数比耦合到次级线圈上，所述第二线圈连接到所述电源的输出电压上。
4.根据权利要求3所述的有源泄放器，其中，所述有源泄放控制器利用源电流来产生输入检测电压，所述源电流被产生用来将所述检测电压维持为预定的箝位电压，所述有源泄放控制器对采样电压与预定的第一参考电压之间的比较结果进行计数，并确定与所述比较结果相对应的所述泄放参考电压，其中所述采样电压是通过对所述输入检测电压进行采样而产生的。
5.根据权利要求4所述的有源泄放器，其中，所述有源泄放控制器包括箝位电路，当所述检测电压低于所述预定的箝位电压时所述箝位电路向一节点提供所述源电流，在所述辅助线圈的两侧端之间串联的第一检测电阻器和第二检测电阻器连接在所述节点处。`
6.根据权利要求5所述的有源泄放器，其中，所述箝位电路包括:双极结型晶体管BJT，所述BJT包括连接到所述节点处的第一电极；二极管，所述二极管连接到所述BJT的控制电极和地之间；以及第四电阻器，所述第四电阻器连接到所述BJT的所述控制电极和预定电压之间，并且当所述BJT被所述泄放检测电压导通时，所述源电流流过所述BJT。
7.根据权利要求4所述的有源泄放器，其中，所述有源泄放控制器通过使镜像电流流向检测电阻器来产生所述输入检测电压，所述镜像电流是通过对所述源电流进行镜像来产生的。
8.根据权利要求4所述的有源泄放器，其中，所述有源泄放控制器包括采样/保持单元，所述采样/保持单元通过以预定采样循环期对所述输入检测电压进行采样和保持来产生所述采样电压。
9.根据权利要求4所述的有源泄放器，其中，所述有源泄放控制器包括:比较器，所述比较器将所述输入检测电压和所述第一参考电压进行比较；以及计数器，所述计数器对所述比较器的输出具有第一电平的周期进行计数。
10.根据权利要求4所述的有源泄放器，其中，所述有源泄放控制器包括数模转换器DAC，所述DAC通过将与所述计数结果相对应的数字计数信号转换为模拟信号来产生所述泄放参考电压，并且当所述计数信号高于预定参考值时所述DAC产生具有取决于所述计数信号的电平的所述泄放参考电压。
11.根据权利要求10所述的有源泄放器，其中，当所述计数信号低于所述预定参考值时，所述DAC产生具有最小电平的泄放参考电压。
12.根据权利要求1所述的有源泄放器，其中，所述有源泄放控制器包括比较单元，所述比较单元根据所述泄放参考电压与电流检测电压之间的比较结果来产生泄放控制信号，并且所述泄放开关根据所述泄放控制信号执行开关操作，其中所述电流检测电压与所述泄放检测电压相对应。
13.根据权利要求12所述的有源泄放器，其中，所述比较单元包括:第五电阻器，所述第五电阻器包括有与预定电平电压相连接的第一端；第六电阻器，所述第六电阻器包括有被施加所述泄放检测电压的第一端和连接到所述第五电阻器的第二端上的第二端；以及比较器，所述比较器根据所述电流检测电压与所述泄放参考电压之间的比较结果来产生所述泄放控制信号，所述电流检测电压为连接有所述第五电阻器和所述第六电阻器的节点处的电压。
14.根据权利要求13所述的有源泄放器，其中，所述电流检测电压被输入到所述比较器的非反向端，所述泄放参考电压被输入到所述比较器的反向端，并且所述预定电平电压以及所述第五电阻器和所述第六电阻器的值被设为防止所述电流检测电压变为负电压的值。
15.一种有源泄放方法，用于对与从AC输入整流而来的输入电压连接的泄放开关进行控制，该有源泄放方法包括: 利用辅助电压对产生所述输入电压的周期进行计数，所述辅助电压为辅助线圈的两端上的电压；以及根据取决于计数结果的泄放参考电压与泄放检测电压之间的比较结果来开关所述泄放开关，其中所述泄放检测电压与流向所述泄放开关的电流相对应，其中，所述辅助线圈以预定匝数比与第二线圈相耦合，所述第二线圈连接到电源的所述输出电压上，所述电源连接到所述输入电压上。
16.根据权利要求15所述的有源泄放方法，其中，所述计数包括提供源电流以将检测电压维持为预定的箝位电压，所述检测电压与所述辅助线圈的两侧端上的所述辅助电压相对应。
17.根据权利要求15所述的有源泄放方法，进一步包括:当所述计数结果大于预定参考值时，将所述计数结果转换为所述泄放参考电压。
18.根据权利要求15所述的有源泄放方法，进一步包括:当所述计数结果小于预定参考值时，输出最小电平的泄放参考电压。
19.一种电源,包括:第一线圈，所述第一线圈包括有连接到输入电压上的第一端；电源开关，所述电源开关连接到所述第一线圈的第二端处；第二线圈，所述第二线圈连接到输出电压上；辅助线圈，所述辅助线圈以预定匝数比与所述第二线圈相耦合；以及有源泄放器，所述有源泄放器利用所述辅助线圈中产生的辅助电压来对产生所述输入电压的周期进行计数，并且所述有源泄放器根据计数结果被使能或去使能。
20.根据权利要求19所述的电源，其中，所述有源泄放器包括:泄放开关，所述泄放开关连接到所述输入电压上；以及有源泄放控制器，所述有源泄放控制器根据所述计数结果产生泄放参考电压，并且根据所述泄放参考电压与所述泄放检测电压之间的比较结果来开关所述泄放开关，其中所述泄放检测电压与流向所述泄放开关的电流相对应。
21.根据权利要求20所述的电源，其中，当与所述计数结果相对应的数字计数信号高于预定参考值时，所述有源泄放控制器通过将所述数字计数信号转换为模拟信号来产生所述泄放参考电压。
22.根据权利要求20所述的电源，其中，当计数信号低于预定参考值时，所述有源泄放控制器产生最小电平的参考电压。
23.根据权利要求19所述的电源，其中，所述有源泄放控制器利用源电流来产生输入检测电压，所述源电流被产生用来将与所述辅助电压相对应的所述检测电压维持为预定的箝位电压，并且所述有源泄放控制器对采样电压与预定的第一参考电压之间的比较结果进行计数，并且对所述采样电压与所述第一参考电压之间的比较结果进行计数的结果与产生所述输入电压的周期的计数结果相对应，其中采样电压是通过对所述输入检测电压进行采样而产生的。
24.根据权利要求23所述的电源，其中，当所述检测电压低于预定的箝位电压时，所述有源泄放控制器将所述源电流提供给一节点，串联连接在所述辅助线圈的两侧端之间的第一检测电阻器和第二检测电阻器连接在所述节点处；并且所述有源泄放控制器通过使镜像电流流向检测电阻器来产生所述输入检测电压，所述镜像电流是通过对所述源电流进行镜像来产生的。
25.根据权利要求24所述的电源，其中，有源泄放控制器通过以预定采样循环期对所述输入检测电压进行采样和保持来产生所述采样电压。
【文档编号】H02M1/32GK103516188SQ201310241575
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年6月18日 优先权日:2012年6月21日
【发明者】严炫喆, 朴仁琪 申请人:快捷韩国半导体有限公司